EP1558422A1 - Verfahren zum bohren von löchern mittels eines laserstrahls in einem substrat, insbesondere in einem elektrischen schaltungssubstrat - Google Patents

Verfahren zum bohren von löchern mittels eines laserstrahls in einem substrat, insbesondere in einem elektrischen schaltungssubstrat

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EP1558422A1
EP1558422A1 EP03779671A EP03779671A EP1558422A1 EP 1558422 A1 EP1558422 A1 EP 1558422A1 EP 03779671 A EP03779671 A EP 03779671A EP 03779671 A EP03779671 A EP 03779671A EP 1558422 A1 EP1558422 A1 EP 1558422A1
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EP
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hole
laser beam
jump
substrate
angular
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Alexander Kilthau
Hans Jürgen MAYER
Marc Van Biesen
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Via Mechanics Ltd
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Siemens AG
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    • H05K2203/0554—Metal used as mask for etching vias, e.g. by laser ablation

Definitions

  • the invention relates to a method for drilling holes by means of a laser beam in a substrate, in particular in an electrical circuit substrate, the laser beam having a beam spot diameter which is smaller than the hole diameter to be drilled, in each case in the region of a hole to be drilled on at least one Circular path is moved.
  • the positions of the drill holes are approached one after the other with the deflection unit used in each case.
  • the shape and processing or processing of the borehole are expediently predefined by a program (a so-called drilling tool). With this program, each hole is processed in the same way.
  • a program a so-called drilling tool.
  • each hole is processed in the same way.
  • the laser beam jumps from a starting position, for example a previous hole, to the center of the hole to be newly drilled and from there in an always the same, defined angular direction in the first circular path is traversed. After passing through this first circular path, the beam can then, if necessary, be experienced in further circular paths.
  • the aim of the present invention is to improve the above-mentioned method for drilling holes in substrates in such a way that a higher process speed with good hole quality at the same time, i.e. good roundness of the holes.
  • the deflection units should be less stressed, i.e. that especially galvomotors have a longer lifespan.
  • this goal is achieved in that when the laser beam is aligned with a new borehole, the beam axis first moves in a jump direction specified by the beam position into the center of the hole to be drilled and then in a defined radial movement from the center to a defined circular path is steered and that the angular direction of the traversing movement is defined as a function of the jump direction in such a way that a change in direction of the beam axis in the center does not exceed a predetermined maximum angular range or that — ideally — the direction is maintained.
  • the movement out of the center of the hole is selected as a function of the jump direction from the last hole in each case so that abrupt changes in direction, for example of more than 225 °, are avoided.
  • this can be done by varying the predefined drilling program for a hole in each individual case in such a way that the angular direction of the traversing movement is adapted to the jump direction of the incoming laser beam. In this case, there is no or almost no change of direction in the center of the hole, but such a solution is very complex.
  • an embodiment of the method according to the invention is therefore favorable, in which, in accordance with the predetermined maximum angular range, a number of angular directions for the traversing movement is specified, each of which is assigned an angular range for incoming jump directions, depending on the, in which angle range the jump direction is, an associated drilling program with the associated travel direction can be selected. If, for example, the maximum permissible angular range for a change of direction at the center is 45 °, eight angular ranges of 45 ° each are defined for the incoming jump directions, each of which is assigned an outgoing direction of travel with an associated drilling program. Depending on the direction in which the laser beam arrives, the associated drilling program is then selected and implemented.
  • the invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows
  • FIG. 1 shows a schematically illustrated laser arrangement for drilling holes in a multilayer substrate
  • FIG. 2 shows the path of the beam axis of an incoming laser beam in the region of a hole to be drilled without changing the angle in the center
  • FIG. 3 shows the path of an incoming laser beam in the region of a hole to be drilled with maximum angle change in the center
  • FIGS. 4 to 11 show the path of the axis of a laser beam in the region of a hole to be drilled according to the method according to the invention with different directions of jump of the incoming beam.
  • the arrangement shown schematically in FIG. 1 and in no way to scale shows a laser 1 with a deflection unit 2 and an optical imaging unit 3, via which a laser beam 4 is directed onto a substrate 10, preferably a printed circuit board.
  • this substrate 10 has an upper, first metal layer (for example a copper layer) 11 and a lower, second metal layer 12, between which a dielectric layer 13 is arranged.
  • This dielectric layer consists for example of a polymer material such as RCC or a glass fiber reinforced polymer material such as FR4. It is known that the metal layers, which generally consist of copper, require a different amount of energy for processing or transmission than the dielectric. Accordingly, different laser settings, such as different pulse repetition rates and different focusing of the laser beam, can also be selected.
  • blind or through holes 15 with a diameter D1 are to be drilled in the substrate 1.
  • a holes 14 are first drilled through the copper layer 11, and then the blind holes 15 can be made in the dielectric layer 13 with another laser setting.
  • the laser beam 4 with its focal spot F1 is moved in concentric circles in the hole region to be drilled until the material is completely removed from the hole 14 or 15 in question.
  • the individual holes are processed one after the other so that the laser beam or the optical axis of the laser beam switched off during the jump or operated with very low energy (at 355 nm UV, for example in CW mode) jumps from one hole area to the next.
  • this direction of jump from one hole to the other is indicated by an arrow S.
  • the jump therefore runs from a starting point at a preceding hole, for example after completion of the drilling process at an edge point or hole center, in an approximately straight line to the center point of the hole to be subsequently drilled.
  • a predetermined drilling program is then started from this center point M, the axis of the laser beam initially being brought onto a circular path in a fixed predetermined travel direction V or alternatively from the center of the circle.
  • the laser is switched on and the laser beam runs through the circular path in one or more revolutions, depending on the given conditions, such as substrate material, borehole depth, type and energy density of the laser, etc.
  • the laser beam is moved to another circular path after it has passed through the first circular path one or more times.
  • the laser beam or the beam axis of the switched-off laser is moved from the center M only in the beginning in the direction of travel V; then it is conveniently controlled so that it is approximated to the desired circular path K in the form of an arc B (FIG. 2).
  • the angle of the jump direction S to the center M depends on the respective starting point A, which is usually a preceding hole. Depending on the arrangement and sequence of the holes to be machined, the jump direction S can therefore take any angle. However, since the angle of the direction of travel V is permanently preprogrammed, there is a more or less large change in angle at the center M. The ideal case is shown in Figure 2.
  • the starting point A is such that the jump direction S is approximately the same as the travel direction V, which is assumed to be 0 ° in the X-axis. The axis of the laser beam can thus be moved beyond the center point M without interruption, so that the deflection unit can carry out a continuous movement.
  • the laser beam is thus moved in the direction of travel V towards the circular path, in which case it is then brought into the circular path K in accordance with the arc B shown in dashed lines or alternatively in the direction of travel V and carries out the drilling process along the circular path K shown in dashed lines.
  • the worst case for guiding the laser beam is shown in FIG. 3.
  • the axis of the laser beam arrives in a jump direction that is opposite to the predetermined direction of travel V by 180 °.
  • the beam axis must therefore change direction by 180 ° at the center M.
  • the deflection unit must first be stopped and accelerated in a new direction.
  • the direction of travel is adapted according to the invention to the direction of jump S as far as possible. Since a respective adjustment of the
  • Drilling program in order to achieve the ideal case (according to FIG. 2) for each direction, is very complex, a certain one Number of drilling programs fixed, and depending on the jump direction, the program with the least deviation between the jump direction and the travel direction is selected.
  • eight programs are specified with travel directions VI to V8 each offset by 45 °, each travel direction being assigned an angular range for an incoming jump direction. These eight predetermined combinations of jump direction and travel direction are shown in FIGS. 4 to 11.
  • the eight preprogrammed traversing directions VI to V8 are each coupled with an angular range W1 to W8, so that depending on the angular range Wl to W8 in which a jump direction Sl to S8 falls, the associated drilling program with the traversing direction Sl to S8 is automatically triggered , This results in a maximum between the jump direction and the direction of travel
  • Angle change at the center of 22.5 ° The direction from the center of the hole is given by the bisector of the opposite angle of incidence. If this angle range is 45 °, the change in angle per range is a maximum of 22.5 ° (see FIG. 4).
  • the appropriate drilling program can be defined in advance for each hole to be drilled, so that there is no loss of time as a result of insufficient processor performance can. Otherwise, the number of specified directions of travel is by no means limited to the example described, but, depending on the requirements, any other number of specified directions of travel and associated drilling programs can be provided or, ideally, the direction can be taken into account online.

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Abstract

Beim Bohren von Löchern (14, 15) mittels eines Laserstrahls in einem Substrat (1), vorzugsweise in einer Leiterplatte, wird die Strahlachse bei Ansteuerung eines neuen Bohrloches jeweils zunächst in den Lochmittelpunkt (M) und von dort auf eine Kreisbahn (K) bewegt, um in einer kreisenden Bewegung das Loch zu bohren. Um im Lochmittelpunkt keine abrupte Richtungsänderung zwischen der Sprungrichtung in den Lochmittelpunkt und der fest vorprogrammierten Verfahrbewegung in Richtung auf die Kreisbahn zu vermeiden, wird eine vorgegebene Anzahl von Verfahrrichtungen (V1 bis V8) mit entsprechenden Bohrprogrammen vorgegeben, von denen je nach der Sprungrichtung des ankommenden Strahls diejenige mit der geringsten Richtungsänderung ausgewählt wird. Dadurch läßt sich eine höhere Prozeßgeschwindigkeit (Sprunggeschwindigkeit und Bohrgeschwindigkeit auf einer Kreisbahn) bei gleichbleibender oder verbesserter Bohrqualität der Löcher und eine höhere Lebensdauer der Galvomotoren in der Ablenkeinheit (2) erreichen.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Bohren von Löchern mittels eines Laserstrahls in einem Substrat, insbesondere in einem elektrischen Schal- tungssubstrat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bohren von Löchern mittels eines Laserstrahls in einem Substrat, insbesondere in einem elektrischen Schaltungssubstrat, wobei der Laserstrahl mit einem Strahl-Fleckdurchmesser, der kleiner ist als der zu bohrende Lochdurchmesser, jeweils im Bereich eines zu bohrenden Loches auf mindestens einer Kreisbahn bewegt wird.
Aus der US 5 593 606 ist ein derartiges Verfahren bekannt, wobei Löcher mit einem größeren Durchmesser als der Strahldurchmesser des Lasers dadurch erzeugt werden, daß der Laserstrahl entweder in Spiralbahnen oder in konzentrischen Kreisen innerhalb des Lochbereiches von innen nach außen oder von außen nach innen bewegt wird.
Beim Bohren von Leiterplatten oder vergleichbaren Schaltungssubstraten werden nach einer Optimierung die Positionen der Bohrlöcher nacheinander mit der jeweils verwendeten Ablenkeinheit angefahren. Dabei sind zweckmäßigerweise die Form und das Bearbeiten bzw. das Abarbeiten des Bohrloches durch ein Programm (ein sog. Bohrtool) vordefiniert. Mit diesem Programm wird jedes Loch in der gleichen Art und Weise abgearbeitet. In einer zweckmäßigen Vorgehensweise, für ein besonders genaues und schnelles Bohrverfahren ist dabei festge- legt, daß der Laserstrahl von einer Ausgangsposition, beispielsweise einem vorhergehenden Bohrloch, auf die Mitte des neu zu bohrenden Loches springt und von dort in einer immer gleichen, definierten Winkelrichtung in die erste Kreisbahn verfahren wird. Nach Durchlaufen dieser ersten Kreisbahn kann der Strahl dann, falls nötig, in weitere Kreisbahnen erfahren werden. Wenn nun die Verfahrrichtung aus dem Mittelpunkt zu der ersten Kreisbahn in einem vorgegebenen Winkel festge- legt ist, während die vorangehende Sprungrichtung von jeweils unterschiedlichen Ausgangspunkten (Bohrlöchern) ganz unterschiedliche Winkel einnimmt, bedeutet dies für die Mehrheit aller Löcher, daß zwischen dem Sprung zum Lochmittelpunkt und der Verfahrbewegung zur Kreisbahn eine Richtungsänderung erforderlich ist, die bis zu 180° betragen kann. Je größer diese Richtungsänderung zwischen der Sprungrichtung und der Verfahrrichtung ist, um so größer ist auch die notwendige abrupte Stellungsänderung der Ablenkeinheit, d.h. in der Regel, der Galvospiegel. Ein winkelige Richtungsänderung bedeutet dabei immer einen Zeitverlust durch die notwendige Beruhigungszeit der Spiegel nach der Bewegung sowie einen Streßfaktor für die Galvomotoren, weil höhere Spitzenströme fließen; das wirkt sich negativ auf deren Lebensdauer aus . Wenn auf eine Beruhigungszeit der Spiegel verzichtet wird, verschlechtert sich die Lochqualität, d.h. man erhält unrunde Löcher. Insbesondere bei einer Richtungsumkehr von etwa 180° ist darüber hinaus zunächst ein Stillstand notwendig, auf den ein erneutes Beschleunigen folgt, wobei ein neuer Schleppfehler der Galvomotoren auftritt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das oben genannte Verfahren zum Bohren von Löchern in Substraten derart zu verbessern, daß eine höhere Prozeßgeschwindigkeit bei gleich- zeitig guter Lochqualität, d.h. guter Rundheit der Löcher, erreicht wird. Zugleich sollen die Ablenkeinheiten weniger beansprucht werden, d.h. , daß insbesondere Galvomotoren eine höhere Lebensdauer erreichen.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß jeweils bei der Ausrichtung des Laserstrahls auf ein neues Bohrloch die Strahlachse zunächst in einer durch die Strahlposition vorgegebenen Sprungrichtung in den Mittelpunkt des zu bohrenden Loches und dann in einer definierten radialen Verfahrbewegung aus dem Mittelpunkt heraus auf eine definierte Kreisbahn gelenkt wird und daß die Winkelrichtung der Verfahrbewegung in Abhängigkeit von der Sprungrichtung derart definiert wird, daß eine Richtungsänderung der Strahlachse im Mittelpunkt einen vorgegebenen maximalen Winkelbereich nicht übersteigt oder daß - ide- alerweise - die Richtung beibehalten wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also in Abhängigkeit von der Sprungrichtung von dem jeweils letzten Loch die Bewegung aus der Lochmitte heraus so gewählt, daß abrupte Rich- tungsänderungen, beispielsweise von mehr als 225°, vermieden werden.
Dies kann in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch geschehen, daß das vorgegebene Bohrpro- gramm für ein Loch in jedem Einzelfall dahingehend variiert wird, daß die Winkelrichtung der Verfahrbewegung an die Sprungrichtung des ankommenden Laserstrahls angepaßt wird. In diesem Fall gibt es dann im Lochmittelpunkt keine oder so gut wie keine Richtungsänderung, doch ist eine solche Lösung sehr aufwendig.
Für die meisten Anwendungsfälle ist deshalb eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens günstig, bei der entsprechend dem vorgegebenen maximalen Winkelbereich eine An- zahl von Winkelrichtungen für die Verfahr-Bewegung vorgegeben ist, denen jeweils ein Winkelbereich für ankommende Sprungrichtungen zugeordnet ist, wobei je nach dem, in welchem Winkelbereich die Sprungrichtung liegt, ein zugehöriges Bohrprogramm mit der zugehörigen Verfahr-Richtung auswählbar ist. Beträgt beispielsweise der maximal zulässige Winkelbereich für eine Richtungsänderung im Mittelpunkt 45° , so werden für die ankommenden Sprungrichtungen acht Winkelbereiche von jeweils 45° festgelegt, denen jeweils eine abgehende Verfahrrichtung mit einem zugehörigen Bohrprogramm zugeordnet wird. Je nach dem, unter welcher Sprungrichtung der Laserstrahl ankommt, wird dann das zugehörige Bohrprogramm ausgewählt und umgesetzt. Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 eine schematisch dargestellte Laseranordnung zum Boh- ren von Löchern in einem Mehrschichtsubstrat,
Figur 2 den Weg der Strahlachse eines ankommenden Laserstrahls im Bereich eines zu bohrenden Loches ohne Winkeländerung im Mittelpunkt, Figur 3 den Weg eines ankommenden Laserstrahls im Bereich ei- nes zu bohrenden Loches bei maximaler Winkeländerung im Mittelpunkt,
Figuren 4 bis 11 den Weg der Achse eines Laserstrahls im Bereich eines zu bohrenden Loches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei unterschiedlichen Sprungrichtungen des ankom- menden Strahles.
Die in Figur 1 schematisch und keineswegs maßstabsgerecht gezeigte Anordnung zeigt einen Laser 1 mit einer Ablenkeinheit 2 und einer optischen Abbildungseinheit 3, über die ein La- serstrahl 4 auf ein Substrat 10, vorzugsweise eine Leiterplatte, gerichtet wird. Dieses Substrat 10 besitzt in dem gezeigten Beispiel eine obere, erste Metallschicht (beispielsweise eine Kupferschicht) 11 sowie eine untere, zweite Me- tallschicht 12, zwischen denen eine Dielektrikumsschicht 13 angeordnet ist. Diese Dielektrikumsschicht besteht beispielsweise aus einem Polymermaterial, wie RCC oder einem glasfaserverstärkten Polymermaterial, wie FR4. Es ist bekannt, daß die Metallschichten, die in der Regel aus Kupfer bestehen, eine andere Energiemenge zur Bearbeitung bzw. Übertragung er- fordern als das Dielektrikum. Entsprechend können auch unterschiedliche Lasereinstellungen, wie unterschiedliche Pulswiederholraten und unterschiedliche Fokussierungen des Laserstrahls gewählt werden.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, sollen in das Substrat 1 jeweils Sack- oder Durchgangslöcher 15 mit einem Durchmesser Dl gebohrt werden. Zu diesem Zweck können beispielsweise mit einer ersten Einstellung des Lasers Löcher 14 durch die Kupferschicht 11 gebohrt werden, und dann können mit einer anderen Lasereinstellung die Sacklöcher 15 in die Dielektrikumsschicht 13 eingebracht werden. Unabhängig davon, welches Mate- rial gebohrt wird, wird hier davon ausgegangen, daß der Laserstrahl 4 jeweils mit seinem Brennfleck Fl in konzentrischen Kreisen in dem zu bohrenden Lochbereich bewegt wird, bis das Material vollständig aus dem betreffenden Loch 14 bzw. 15 entfernt ist. Die einzelnen Löcher werden nacheinan- der bearbeitet, so daß jeweils der Laserstrahl bzw. die optische Achse des während des Sprungs abgeschalteten oder mit sehr geringer Energie (bei 355 nm UV z.B. im CW-Modus) betriebenen Laserstrahls von einem Lochbereich zum nächsten springt .
In Figur 1 ist diese Sprungrichtung von einem Loch zum anderen jeweils mit einem Pfeil S angedeutet. Der Sprung verläuft also jeweils von einem Ausgangspunkt an einem vorangehenden Loch, beispielsweise nach Vollendung des Bohrvorgangs an ei- nem Randpunkt oder Lochmittelpunkt, in annähernd gerader Linie zum Mittelpunkt des nachfolgend zu bohrenden Loches. Von diesem Mittelpunkt M aus wird dann ein fest vorgegebenes Bohrprogramm gestartet, wobei die Achse des Laserstrahls zunächst in einer fest vorgegebenen Verfahrrichtung V oder al- ternativ bereits vom Kreismittelpunkt aus auf eine Kreisbahn gebracht wird. Beim Erreichen der Kreisbahn wird der Laser eingeschaltet, und der Laserstrahl durchläuft die Kreisbahn in einem oder mehreren Umläufen, je nach den gegebenen Voraussetzungen, wie Substratmaterial, Bohrlochtiefe, Art und Energiedichte des Lasers usw. Erfordert die Größe des Bohrlochs mehrere konzentrische Umläufe des Lasers, so wird der Laserstrahl nach ein- oder mehrmaligem Durchlaufen der ersten Kreisbahn auf eine weitere Kreisbahn verfahren. In der Praxis wird der Laserstrahl bzw. die Strahlachse des abgeschalteten Lasers vom Mittelpunkt M aus nur im Anfang in der Verfahrrichtung V bewegt; danach steuert man ihn zweckmäßigerweise so, daß er in Form eines Bogens B ( Figur 2) an die gewünschte Kreisbahn K angenähert wird.
Wie erwähnt, hängt der Winkel der Sprungrichtung S zum Mit- telpunkt M hin vom jeweiligen Ausgangspunkt A ab, der in der Regel eine vorangehende Lochbohrung ist. Je nach Anordnung und Reihenfolge der zu bearbeitenden Löcher kann somit die Sprungrichtung S jeden Winkel einnehmen. Da der Winkel der Verfahrrichtung V aber fest vorprogrammiert ist, kommt es im Mittelpunkt M zu einer mehr oder wenigen großen Winkeländerung. Der ideale Fall ist in Figur 2 gezeigt. Dabei liegt der Ausgangspunkt A so, daß die Sprungrichtung S annähernd die gleiche ist wie die Verfahrrichtung V, die mit 0° in der X- Achse angenommen ist. Die Achse des Laserstrahls kann also über den Mittelpunkt M hinweg ohne Unterbrechung weiter bewegt werden, so daß die Ablenkeinheit eine kontinuierliche Bewegung ausführen kann. Der Laserstrahl wird also in der Verfahrrichtung V auf die Kreisbahn zu bewegt, wobei er dann entsprechend dem gestrichelt dargestellten Bogen B oder al- ternativ auf der Verfahrrichtung V in die Kreisbahn K gebracht wird und entlang der gestrichelt dargestellten Kreisbahn K den Bohrvorgang durchführt .
Der ungünstigste Fall für die Führung des Laserstrahls ist in Figur 3 gezeigt. In diesem Fall kommt die Achse des Laserstrahls in einer Sprungrichtung an, die der vorgegebenen Verfahrrichtung V um 180° entgegengesetzt ist. Die Strahlachse muß also im Mittelpunkt M eine Richtungsumkehr um 180° vollführen. Dazu muß die Ablenkeinheit zunächst gestoppt und in neuer Richtung beschleunigt werden.
Um solche Verzögerungen durch starke Richtungsänderungen im Mittelpunkt des zu bohrenden Loches zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die Verfahrrichtung im Winkel möglichst an die Sprungrichtung S angepaßt. Da eine jeweilige Anpassung des
Bohrprogramms, um den Idealfall (gemäß Fig. 2) für jede Richtung zu erreichen, sehr aufwendig ist, wird eine bestimmte Anzahl von Bohrprogrammen fest vorgegeben, und je nach der Sprungrichtung wird jeweils das Programm mit der geringsten Abweichung zwischen Sprungrichtung und Verfahrrichtung ausgewählt. Im hier beschriebenen Beispiel sind acht Programme mit jeweils um 45° versetzten Verfahrrichtungen VI bis V8 vorgegeben, wobei jeder Verfahrrichtung ein Winkelbereich für eine ankommende Sprungrichtung zugeordnet ist. Diese acht vorgegebenen Kombinationen von Sprungrichtung und Verfahrrichtung sind in den Figuren 4 bis 11 gezeigt. Die acht vorprogram- mierten Verfahrrichtungen VI bis V8 sind jeweils mit einem Winkelbereich Wl bis W8 gekoppelt, so daß je nach dem, in welchem Winkelbereich Wl bis W8 eine Sprungrichtung Sl bis S8 fällt, automatisch das zugehörige Bohrprogramm mit der Verfahrrichtung Sl bis S8 ausgelöst wird. Dadurch ergibt sich zwischen Sprungrichtung und Verfahrrichtung eine maximale
Winkelanderung im Mittelpunkt von 22,5°. Die Richtung aus dem Lochmittelpunkt ist gegeben durch die Winkelhalbierende des jeweils gegenüberliegenden Einfallswinkelbereichs. Wenn dieser Winkelbereich 45° beträgt, ist die Winkeländerung pro Be- reich maximal 22,5° (siehe Figur 4).
Da in der Regel die Positionen und die Reihenfolge der Abarbeitung für die zu bohrenden Löcher auf dem Substrat bzw. der Leiterplatte bekannt sind, kann bereits vorab für jedes zu bohrende Loch das zutreffende Bohrprogramm festgelegt werden, so daß keine Zeitverluste durch eventuell nicht ausreichende Prozessorleistung entstehen können. Im übrigen ist die Anzahl der festgelegten Verfahrrichtungen keineswegs auf das beschriebene Beispiel beschränkt, sondern es kann je nach Er- fordernis jede andere Anzahl von vorgegebenen Verfahrrichtungen und zugehörigen Bohrprogrammen vorgesehen werden oder im Idealfall online die Richtung berücksichtigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bohren von Löchern mittels eines Laserstrahls in einem Substrat, insbesondere in einem elektrischen Schaltungssubstrat (1) , wobei der Laserstrahl mit einem
Strahlfleckdurchmesser (Fl) , der kleiner ist als der zu bohrende Lochdurchmesser, auf mindestens einer Kreisbahn (K) bewegt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils bei der Ausrichtung des Laserstrahls (4) auf ein neues Bohrloch (14,15) die Strahlachse zunächst in einer durch ihre Startposition (A) vorgegebenen Sprungrichtung (S) in den Mittelpunkt (M) des zu bohrenden Loches und dann in einer definierten radialen Verfahrbewegung (V) aus dem Mit- telpunkt heraus auf eine definierte Kreisbahn (K) gelenkt wird, und daß die Winkelrichtung der Verfahrbewegung (V) in Abhängigkeit von der Sprungrichtung (S) derart definiert wird, daß eine Richtungsänderung der Strahlachse im Mittelpunkt (M) ei- nen vorgegebenen maximalen Winkel nicht übersteigt oder die Richtung beibehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß entsprechend dem vorgegebenen maximalen Winkelbereich eine Anzahl von festen Winkelrichtungen (VI bis V8) für die Verfahrbewegung vorgegeben ist und daß in Abhängigkeit von der Sprungrichtung (Sl bis S8) eine dieser Winkelrichtungen (VI bis V8) ausgewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder Winkelrichtung (VI bis V8) für die Verfahrbewegung ein Kreissektor für Sprungrichtungen (Sl bis S8) zugeordnet ist, wobei die maximale Winkeländerung 360°/2n beträgt, wenn n die Anzahl der Sektoren ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß acht Winkelbereiche (Wl bis W8) mit je 45° vorgegeben sind und diesen entsprechend acht Winkelrichtungen (VI bis V8) für die Verfahrbewegung mit einem entsprechenden Bohrprogramm vorgegeben sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Anzahl und Reihenfolge von zu bohrenden Löchern auf einem Substrat vorprogrammiert werden und daß entsprechend den dabei auftretenden Sprungrichtungen für jedes Bohrloch ein Bohrprogramm mit entsprechender Verfahrrichtung (VI bis V8) fest vorgegeben ist.
EP03779671A 2002-11-05 2003-10-27 Verfahren zum bohren von löchern mittels eines laserstrahls in einem substrat, insbesondere in einem elektrischen schaltungssubstrat Expired - Lifetime EP1558422B1 (de)

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EP1558422B1 EP1558422B1 (de) 2006-11-22

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